Acoplamiento rotacional-vibratorio
El acoplamiento rotacional-vibratorio ocurre cuando la frecuencia de rotación de un objeto es cercana o idéntica a una frecuencia de vibración interna natural. La animación de la derecha muestra un movimiento ideal, con la fuerza ejercida por el resorte y la distancia desde el centro de rotación aumentando juntas linealmente sin fricción.
En el acoplamiento rotacional-vibratorio, la velocidad angular oscila. Al acercar las masas circulares, el resorte transfiere su energía de tensión almacenada a la energía cinética .de las masas circulares, aumentando su velocidad angular. El resorte no puede unir las masas que giran, ya que la atracción del resorte se debilita a medida que se acercan las masas que giran. En algún momento, la velocidad angular creciente de las masas en círculo supera la fuerza del resorte, lo que hace que las masas en círculo se alejen cada vez más. Esto tensa cada vez más el resorte, lo que fortalece su fuerza y hace que las masas que giran transfieran su energía cinética a la energía de tensión del resorte, lo que disminuye la velocidad angular de las masas que giran. En algún momento, el tirón del resorte supera la velocidad angular de las masas que giran, reiniciando el ciclo.
En el diseño de helicópteros , los helicópteros deben incorporar dispositivos de amortiguación, porque a velocidades angulares específicas, las vibraciones de las palas del rotor pueden reforzarse por el acoplamiento rotacional-vibratorio y acumularse catastróficamente. Sin amortiguación, estas vibraciones harían que las palas del rotor se soltaran.
La animación de la derecha proporciona una visión más clara de la oscilación de la velocidad angular. Hay una estrecha analogía con la oscilación armónica .
Cuando una oscilación armónica está en su punto medio, toda la energía del sistema es energía cinética . Cuando la oscilación armónica está en los puntos más alejados del punto medio, toda la energía del sistema es energía potencial . La energía del sistema oscila entre la energía cinética y la energía potencial.
En la animación con las dos masas dando vueltas hay una oscilación de ida y vuelta de energía cinética y energía potencial. Cuando el resorte está en su extensión máxima, la energía potencial es mayor, cuando la velocidad angular es máxima, la energía cinética es máxima.
